[物理]河南省百师联盟2023-2024学年高一下学期5月大联考试卷(解析版)

这是一份[物理]河南省百师联盟2023-2024学年高一下学期5月大联考试卷(解析版)，共21页。试卷主要包含了5m/s，故D错误等内容，欢迎下载使用。

注意事项∶
1.答卷前，考生务必将门己的姓名，考场号，座位号，准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，川铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将木试卷和答题卡一非交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、选择题：本题共 10 小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某卫星运行轨道为如图所示的绕地球E运动的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上．轨道上标记了墨子卫星经过相等时间间隔（，T为轨道周期）的位置．如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 面积
B. 卫星在轨道A点的速度小于B点的速度
C. ，其中C为常数，a为椭圆半长轴
D. ，其中C为常数，b为椭圆半短轴
【答案】C
【解析】A．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，且近地点速度大于远地点速度，故AB错误；
CD．根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，即
其中C为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。
故选C。
2. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个质量为1kg的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取，取抛出点所在水平面为零势能面。下列说法正确的是（ ）
A. 抛出后3s末，小球的速度大小为30m/s
B. 抛出后3s末，重力的功率为300W
C. 抛出后3s内，重力的平均功率为300W
D. 抛出后3s末，小球的重力势能为450J
【答案】B
【解析】A．抛出后3s末，小球的竖直方向的速度为
小球的速度大小为
故A错误；
B．抛出后3s末，重力的功率为
故B正确；
C．抛出后3s内，小球下落的高度为
抛出后3s内，重力的平均功率为
故C错误；
D．抛出后3s末，小球的重力势能为
故D错误。
故选B。
3. 如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径，飞轮的半径，后轮的半径，A、B（图中未画出）分别为链轮和后轮边缘上的点。若飞轮转动的角速度为25rad/s，则在自行车匀速前进的过程中下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的角速度大小之比为2∶1
B. A、B两点的线速度大小之比为1∶2
C. A、B两点的向心加速度大小之比为1∶12
D. 自行车前进的速度大小约为1.25m/s
【答案】C
【解析】A．设飞轮边缘有一点C，链轮和飞轮之间通过链条传动，A、C两点线速度大小相等，即
后轮和飞轮同轴转动，故B、C两点角速度相同，即
根据
可知A、B两点的角速度大小之比为
故A错误；
B．B、C两点的线速度大小之比为
A、C两点线速度大小相等，则A、B两点的线速度大小之比为1：6，故B错误；
C．根据向心加速度公式
A、B两点的向心加速度大小之比为
故C正确；
D．飞轮转动的角速度为25rad/s，则线速度为
结合A、B两点的线速度大小之比可知，自行车前进的速度大小为7.5m/s，故D错误。
故选C。
4. 下列有关生活中的圆周运动的实例分析，正确的是（ ）
A. 图甲为汽车通过凹形桥最低点的情境，此时汽车受到的支持力小于重力
B. 图乙为演员表演“水流星”的情境，当小桶刚好能通过最高点时，小桶及桶中的水只受重力作用，处于超重状态
C. 图丙为火车转弯的情境，火车超过规定速度转弯时，车轮会挤压外轨
D. 图丁为洗衣机脱水筒，其脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而被甩出
【答案】C
【解析】A．图甲为汽车通过凹形桥最低点的情境，汽车有向上的加速度，故此时汽车受到的支持力大于重力，故A错误；
B．图乙为演员表演“水流星”的情境，当小桶刚好能通过最高点时，重力提供向心力，小桶及桶中的水只受重力作用，处于完全失重状态，故B错误；
C．图丙为火车转弯的情境，火车超过规定速度转弯时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对车轮有支持力，根据牛顿第三定律可知车轮会挤压外轨，故C正确；
D．图丁为洗衣机脱水筒，其脱水原理是衣服对水滴的吸附力小于水滴做圆周运动需要的向心力，做离心运动，从而被甩出，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨道就是一个经过近日点P和远日点Q且与这两个行星轨道都相切的椭圆。当“天问一号”火星探测器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后进入霍曼轨道，当“天问一号”运动到霍曼轨道的Q点时，再次瞬时点火后进入火星轨道。下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”在地球轨道上的线速度小于在火星轨道上的线速度
B. 在P点瞬时点火后，“天问一号”的速度需要达到第二宇宙速度
C. 在Q点再次瞬时点火加速，是为了增大太阳对“天间一号”的引力
D. “天问一号”沿霍曼轨道运行时在P点的加速度最小
【答案】B
【解析】A．设太阳的质量为M，“天问一号”的质量为m，“天问一号”绕太阳运动的轨道半径为r、线速度大小为v，根据万有引力提供向心力
解得
由于地球轨道的半径小于火星轨道的半径，则根据上式可知“天问一号”在地球轨道上的线速度大于在火星轨道上的线速度，故A错误；
B．在P点瞬时点火加速后，“天问一号”需要克服地球引力离开地球，进入霍曼转移轨道绕太阳做椭圆运动，所以此时“天问一号”的速度需要达到第二宇宙速度，故B正确；
C．在Q点再次点火加速时，“天问一号”所受引力不变，速度增大，从而使其在远日点做离心运动刚好变轨至火星轨道，故C错误；
D．根据牛顿第二定律有
可得
“天问一号”沿霍曼轨道运行时在P点时，轨道半径最小，加速度最大，故D错误。
故选B。
6. 2021年2月 25日从中国科学院云南天文台获悉，近期国内多个团队合作，利用清华大学一马化腾巡天望远镜（TMTS），发现了一颗距离地球2761光年的致密双星系统-TMTS J0526，已知组成某双星系统的两颗恒星A和B，质量分别为和，相距为L。在万有引力作用下各自绕它们连线上的某一点，在同一平面内做匀速圆周运动，运动过程中二者之间的距离始终不变。已知引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. A 和B的角速度之比为B. A 和B的线速度大小之比为
C. A 和B的向心加速度大小之比为D. A和B的运动周期均为 2π
【答案】D
【解析】A．两颗恒星A和B在万有引力作用下各自绕它们连线上的某一点，在同一平面内做匀速圆周运动，运动过程中二者之间的距离始终不变，故
A错误；
B．根据万有引力提供向心力
其中
可得
两颗恒星A和B的半径之比
根据
两颗恒星A和B的线速度之比
B错误；
C．根据
两颗恒星A和B的向心加速度之比
C错误；
D．根据万有引力提供向心力
两颗恒星A和B的周期
D正确。
故选D。
7. 一辆质量为 m 的轿车，在平直公路上行驶，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过一定时间，其速度由零增大到最大值vm。若所受阻力恒定，则下列甲、乙、丙丁四个图像依次可以反映下列物理量随时间变化的关系，正确的是（ ）
A. 加速度、牵引力、速度、功率B. 速度、牵引力、加速度、功率
C. 功率、加速度、牵引力、速度D. 牵引力、加速度、速度、功率
【答案】A
【解析】轿车启动阶段，由牛顿第二定律有
由于启动阶段轿车受到的牵引力不变，则轿车的加速度不变，所以轿车在开始阶段做匀加速直线运动；根据功率的计算公式有
可知开始阶段汽车功率随时间均匀增加；当实际功率达到额定功率时，功率不再增加，速度继续增加，牵引力减小，加速度减小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，此时速度达到最大值
可知题中四个图像依次可以反映加速度、牵引力、速度、功率随时间变化的关系，A正确，BCD错误。
故选A。
8. 2024年2月3日7时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将吉利星座02组卫星发射升空，11颗卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设其中三颗卫星绕地球做圆周运动，如图所示，a为地球的同步卫星，周期为T，b为倾斜轨道卫星，c为极地卫星（绕地球的两极做圆周运动），已知，地球表面两极的重力加速度为g。地球半径为R，则下列说法正确的是（ ）
A. b卫星距离地球表面的高度为
B. c卫星的运动周期大于T
C. a卫星和c卫星的线速度大小之比为
D. a卫星和c卫星的向心加速度大小之比为
【答案】AD
【解析】B．根据开普勒第三定律
且
可得
故B错误；
A．根据万有引力与重力的关系
根据万有引力提供向心力
解得b卫星距离地球表面的高度为
故A正确；
C．根据万有引力提供向心力
可得
a和c卫星的线速度之比为
故C错误；
D．根据牛顿第二定律
可得
a和c卫星的向心加速度之比为
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，不可伸长的轻绳跨过大小不计的定滑轮O将重物B和套在竖直细杆上的轻环A相连。施加外为让A沿杆以速度v匀速上升，经图中M位置上升至N位置，已知OM与直杆成θ角，ON与竖直杆成直角，则下列说法正确的是（ ）
A. A 运动到位置M时，B的速度大小为
B. A 匀速上升过程中，B匀速下降
C. B下降过程处于超重状态
D. A运动到位置N时，B的速度最小
【答案】CD
【解析】AD．环在运动过程中，环的速度沿着细杆竖直向上，而环的速度可以分解为沿着绳子的速度和垂直于绳子的速度，因此，沿着绳子的速度为
又物体B与绳子相连，所以物体B的速度大小等于绳子的速度，而当A运动到位置N时，沿着绳子的速度变为零，因此此时B的速度也为零，A错误，D正确；
BC．环A在上升过程中，连接A与B的绳子与竖直方向的夹角在增大，因此可知
在减小，也就是说物体B在运动过程中始终在做减速运动，速度方向与加速度方向相反，根据牛顿第二定律有
得到绳子对B拉力为
则B下降过程处于超重状态，B错误、C正确。
故选CD。
10. 跳台滑雪需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知运动员（可视为质点）从A点水平飞出的速度，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，，，，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员从飞出至落在斜面上的位移大小为75m
B. 运动员落在斜面上的速度大小为30m/s
C. 经过1.5s运动员离斜面最远
D. 运动员离斜面的最远距离为9m
【答案】ACD
【解析】A．运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向
竖直方向
又有
代入数据解得
，，
运动员从飞出至落在斜面上的位移大小
故A正确；
B．运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
故B错误；
C．如图
设运动员在C点距离斜面最远，此时合速度方向与斜面平行，则
解得
故C正确；
D．将物体的速度和加速度沿斜面和垂直斜面分解，在垂直于斜面的方向上，速度减为0时距离斜面最远，最远距离
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在“探究平抛运动特点”的实验中
（1）用如左图所示装置探究平抛运动分运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直木板上。小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近木板一侧较低，小球落在挡板上时，会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板，依次重5复上述操作，坐标纸上将留下一系列痕迹点。下列说法正确的是 （多选）
A. 通过调节使斜槽末端保持水平
B. 挡板高度应等间距变化
C. 不改变挡片P位置，使小球从斜槽上相同位置静止释放
D. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接
（2）取下坐标纸（小方格的边长l=2.5cm），坐标纸上记录了小球的轨迹，小球在同一初速度平抛运动的几个位置如右图中的a、b、c、d所示，取重力加速度g=10 m/s2。则小球在b处的瞬时速度的大小为____m/s，若以a点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，小球抛出点的坐标__cm，__cm
【答案】（1）AC （2）1.25
【解析】
【小问1详解】
A．通过调节使斜槽末段保持水平，以保证小球做平抛运动，故A正确；
B．挡板高度不一定要等间距变化，故B错误；
C．不改变挡片P的位置，使小球从斜槽上相同位置静止释放，以保证小球到达底端时速度相同，故C正确；
D．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
小球做平抛运动，由图可知a到b与b到c的水平位移相同，时间间隔相等，设为T。竖直方向有
解得
水平方向有
b点时竖直方向的分速度
b点的速度
小球运动到b点的时间为
小球运动到b点时，竖直方向的位移为
解得
小球运动到b时，水平方向的位移为
解得
若以a点为坐标原点，则抛出点的横坐标为
抛出点的纵坐标为
12. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP=_________J；重物的动能增加量△Ek=_________J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_________误差（选填“偶然”或“系统”）。
（3）甲同学多次实验，以重物速度平方v2为纵轴， 以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像， 则当地的重力加速度g= _________m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1） 1.82 1.71 （2）系统 （3）9.67
【解析】
【小问1详解】
由题可知
根据动能的定义可知
而点的瞬时速度
所以
【小问2详解】
由于实验过程中，摩檫力是真实存在的，不可避免，故属于系统误差。
【小问3详解】
根据机械能守恒定律可知
即有
所以图像中，其斜率即为重力加速度的两倍，所以
13. 宇航员乘坐航天飞船绕某星体做匀速圆周运动，已知环绕周期为T，星体半径为R，星体表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑星体自转的影响，星体的体积。求：
（1）星体密度；
（2）航天飞船在轨运行时的线速度大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由题意有
解得
由关系式
解得星体的密度为
【小问2详解】
设航天飞船的轨道半径为，由万有引力提供向心力得
联立解得
则航天飞船在轨运行时的线速度大小为
14. 如图所示，AB为光滑圆轨道，因定在竖直平面内，轨道半径为R，OA水平，OC竖直，最低点为B，最高点为C。在A点正上方某位置处有一质量为m的小球（可视为质点）由静止开始自由下落，刚好进入圆轨道内运动。不计空气阻力，已知重力加速度为g，若小球刚好能到达轨道的最高点C，求∶
（1）小球经过最低点B时的速度大小；
（2）小球经过轨道最低点B时轨道对小球的支持力FN的大小∶
（3）如果ABC轨道粗糙程度相同，让小球从A点正上方的某点D下落，由于摩擦力作用小球经过A、B点的速度大小相等，求小球在AB间运动过程中摩擦力做的功。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球刚好能到达轨道的最高点C，则有
从B到C机械能守恒可得
小球经过最低点B时的速度为
【小问2详解】
根据受力分析可得
可得轨道最低点B处对小球的支持力为
【小问3详解】
由于摩擦力作用小球经过A、B点的速度大小相等，则对A到B点的过程由动能定理有
解得小球在AB间运动过程中摩擦力做的功为
15. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度，轨道CD足够长且倾角，A、D两点离轨道BC的高度分别为，。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：
（1）小滑块第一次到达D点时的速度大小；
（2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；
（3）小滑块最终停止的位置距B点的距离。
【答案】（1）3m/s；（2）2s；（3）1.4m
【解析】（1）小滑块从A点到第一次到达D点过程中，由动能定理得
代入数据解得
（2）小滑块从A点到第一次到达C点过程中，由动能定理得
代入数据解得
小滑块沿CD段上滑的加速度大小为
小滑块沿CD段上滑到最高点的时间为
由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间为
故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔为
（3）设小滑块在水平轨道上运动的总路程为，对小滑块运动全过程应用动能定理有
代入数据解得
故小滑块最终停止的位置距B点的距离为